Genetische Spuren von Domestikation in Altweltkameliden

Während der Domestikation wurden unsere Haustiere und deren Genome künstlicher, anthropogener Selektion ausgesetzt. Mittels der Sequenzierung von gesamten Genomen ist es nun möglich, genau jene Veränderungen zu untersuchen, die dem Prozess der Domestikation - also der Anpassung an die von Menschen vorgegebenen Lebensweisen - zugrunde liegen. Das Ziel dieses Projekts ist es, diese genomischen Spuren von Selektion in domestizierten Kamelen durch vergleichende Analysen mit ihren wilden Artverwandten zu finden. Altweltkamele (Camelus bactrianus und Camelus dromedarius) gehören zu den zuletzt domestizierten Haustierarten (vor 4000 bis 6000 Jahren). Die einzig noch lebende Wildkamelart, das zweihöckrigen Wildkamel (Camelus ferus), existiert nur noch in kleinen Gruppen in der Mongolei und in China. Im Gegensatz zu anderen Haustieren, die für einige wenige bevorzugte Merkmale gezüchtet wurden, standen bei der Domestikation von Kamelen vor allem ihr vielseitiger Verwendungszweck und die Selektion von Zahmheit im Vordergrund. Deshalb sind Kamele auch prädestiniert, um die Anfangsphase der Domestikation - Toleranz gegenüber Menschen - zu untersuchen. In vorangegangenen Studien haben wir eine große globale genetische Vielfalt bei Dromedaren und Trampeltieren entdeckt, die nicht nur auf eine Expansion nach einer anfänglichen Domestikationsphase, sondern auch auf eine hohe anzestrale Diversität schließen läßt. Basierend auf diesen Beobachtungen vermuten wir, (H1 ) künstliche Selektion während der Domestikation der Kamele hinterließ Signaturen in spezifischen Regionen des Genoms, die durch vergleichende Analysen von Wild- und Hauskamelen und archäologischen Funden prä- domestizierter Dromedare entdeckt werden können; und (H2 ) die Evolutionsgeschichte der Altweltkamele wurde unabhängig von der Domestikation auch durch Anpassung an extreme Umweltbedingungen und zufällige genetische Prozesse beeinflusst, die durch genomweite systematische Analysen zu finden sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, die Mechanismen zu verstehen, die den anfänglichen Domestikationprozessen zu grunde liegen. Durch die Entdeckung von sogenannten "Domestikationsgenen" in Kamelen und deren Vergleich mit anderen Haustieren, werden wir mehr über funktionale Regionen in den Säugetiergenomen generell erfahren. Die Kenntnis der Evolutionsgeschichte der Altweltkamele wird auch zur in-situ Arterhaltung der letzten Wildkamele sowie zur Erhaltung der genomischen Diversität der wichtigsten und nachhaltigsten Haustierart in (semi-) ariden Regionen beitragen.

Es gibt zwei domestizierte Arten von Altweltkamelen, das einhöckrige Dromedar (Camelus dromedarius) und das zweihöckrige Trampeltier (Camelus bactrianus). Die dritte Art, das zweihöckige Wildkamel (Camelus ferus) wurde nie domestiziert und existiert heute in der Mongolischen Wüste Gobi und in der Chinesischen Taklamakan und Lop Nur. Mit geschätzten 2000 überlebenden Tieren stehen Wildkamele auf der roten Liste der IUCN (International Union for Conservation of Nature) für bedrohte Tierarten. Archäologische Studien deuten darauf hin, dass die Domestikation von Trampeltieren vor ca. 5000 6000 Jahren stattgefunden hat. Die genetischen Ergebnisse aus unserem Projekt zeigen, dass Dromedare vor ca. 3000 Jahren an der Südostküste der Arabischen Halbinsel domestiziert wurden. Nach einer anfänglichen Domestikation mit einigen Tieren wurden immer wieder Wilddromedare eingekreuzt, bis die Wildpopulation vor. ca. 2000 Jahren ausstarb. Heutzutage gewinnen Altweltkamele stark an Bedeutung, da sie als nachhaltige Lieferanten von Grundnahrungsmitteln wie Milch und Fleisch, aber auch Wolle, für Millionen von Menschen in Wüstengebieten wichtig sind. Daher untersuchten wir in diesem Projekt die Veränderungen und Selektion in den Genomen der Altweltkamele durch Domestikation. Wir sequenzierten 25 Genome der drei Spezies und entschlüsselten das Genom von einem Dromedar Waris aus Österreich, das nun weltweit als Referenzgenom zur Verfügung steht. Anhand der genetischen Unterschiede können wir nun die Evolutionsgeschichte der Altweltkamele nachvollziehen und außerdem ein umfangreiches Set an genetische Markern zur Verfügung stellen, die zur weiteren Selektion und Zucht von Kamelen genutzt werden können.